Questa tesi ha come obiettivo la definizione e l’implementazione di un modello avanzato di impianto frenante aeronautico con il quale progettare una legge di controllo per il regolatore ABS. Questo sistema deve essere in grado di controllare la fase di frenata di un velivolo in varie condizioni operative e a fronte di incertezze sul modello. Inizialmente, ci si occuperà di identificare e realizzare un modello adatto a descrivere la dinamica longitudinale del velivolo durante la fase di frenata. Questo modello dovrà essere sufficientemente accurato da considerare i vari aspetti connessi al problema e abbastanza semplificato da permettere il suo utilizzo nelle fasi preliminari del progetto di un velivolo. L'intero sistema sarà composto da sotto-modelli, tra cui quello dello pneumatico e quello del freno. Per quanto riguarda quest'ultimo, saranno incluse anche la modellazione termica e la modellazione della forza di contatto nonlineare che si sviluppa all'interfaccia tra statore e rotore a seguito di una compressione. Il modello sarà implementato attraverso l'utilizzo del programma di dinamica multicorpo MBDyn. In seguito, si analizzerà ed implementerà una logica di controllo per l’ABS, in grado di evitare il bloccaggio delle ruote durante la frenata. Il regolatore avrà anche lo scopo di minimizzare lo spazio d'arresto del velivolo in varie condizioni di lavoro, attraverso l'utilizzo della sola misura di velocità angolare delle ruote. Saranno svolte delle simulazioni per dimostrare il corretto funzionamento e le buone prestazioni della logica di controllo proposta, anche in presenza di incertezze sugli elementi dell'impianto frenante. Inoltre, nelle simulazioni verranno presi in considerazione gli aspetti legati alla dinamica dall'attuazione del freno e quelli legati alla variazione delle condizioni stradali, per valutare gli effetti che essi hanno sulla logica di controllo del regolatore. Infine, si confronteranno questi risultati con quelli ottenuti utilizzando un regolatore PID standard.

Modellazione avanzata di impianti frenanti aeronautici per la progettazione di ABS

LAURORA, MATTEO
2015/2016

Abstract

Questa tesi ha come obiettivo la definizione e l’implementazione di un modello avanzato di impianto frenante aeronautico con il quale progettare una legge di controllo per il regolatore ABS. Questo sistema deve essere in grado di controllare la fase di frenata di un velivolo in varie condizioni operative e a fronte di incertezze sul modello. Inizialmente, ci si occuperà di identificare e realizzare un modello adatto a descrivere la dinamica longitudinale del velivolo durante la fase di frenata. Questo modello dovrà essere sufficientemente accurato da considerare i vari aspetti connessi al problema e abbastanza semplificato da permettere il suo utilizzo nelle fasi preliminari del progetto di un velivolo. L'intero sistema sarà composto da sotto-modelli, tra cui quello dello pneumatico e quello del freno. Per quanto riguarda quest'ultimo, saranno incluse anche la modellazione termica e la modellazione della forza di contatto nonlineare che si sviluppa all'interfaccia tra statore e rotore a seguito di una compressione. Il modello sarà implementato attraverso l'utilizzo del programma di dinamica multicorpo MBDyn. In seguito, si analizzerà ed implementerà una logica di controllo per l’ABS, in grado di evitare il bloccaggio delle ruote durante la frenata. Il regolatore avrà anche lo scopo di minimizzare lo spazio d'arresto del velivolo in varie condizioni di lavoro, attraverso l'utilizzo della sola misura di velocità angolare delle ruote. Saranno svolte delle simulazioni per dimostrare il corretto funzionamento e le buone prestazioni della logica di controllo proposta, anche in presenza di incertezze sugli elementi dell'impianto frenante. Inoltre, nelle simulazioni verranno presi in considerazione gli aspetti legati alla dinamica dall'attuazione del freno e quelli legati alla variazione delle condizioni stradali, per valutare gli effetti che essi hanno sulla logica di controllo del regolatore. Infine, si confronteranno questi risultati con quelli ottenuti utilizzando un regolatore PID standard.
MORANDINI, MARCO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
28-lug-2016
2015/2016
Tesi di laurea Magistrale
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